220kV母线电容式电压互感器故障原因的分析及处理

1、220kV母线电容式电压互感器故障原因的分析及处理 摘要：现今社会220kV母线电容式电压互感器已经广泛应用于全国电力建设中，虽然带来了方便快捷，但是也伴随着安全危害，电压互感器的损坏容易对电网安全运行造成极大的危害，而且情况处理起来极其复杂。文章通过实例介绍了电容式电压互感器，及其在电力设备运行中的应用与在运行中出现的故障，并就发现的这些故障提出了解决对策。 关键词：母线；电容式电压互感器由；故障分析；处理方法中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）20-0089-021 对电容式电压互感器的认识在电力设备中经常会提到CVT，其实这就是电容式电压互感器

2、的简称，它是一个有着独特结构的电气设备，主要是由电磁单元和电容分压器组成。电力线路载波耦合装置中的耦合电容器还有电压互感器都能由它代替，集两者功能于一体。在近些年的电网改造工程中电容式电压互感器的应用极其广泛，比如在很多变电站的母线线路上或者大型变压器的转换线路上都安装有这种电容式电压互感器。这种电容式电压互感器通常被适用于110kV及以上电压等级的变电站上，但是电容式电压互感器存在的质量问题越来越多，主要是因为受到设计水平、使用的原材料以及生产工艺的影响。发现在投入生产中出现的故障率高于常规的电压互感器和耦合电容器出现的故障率，电网的安全运行也随之受到影响。2 电容式电压互感器的工作原理图1

3、 220kVCVT电气原理图电容分压器由高压耦合电容器C1和分压电容器C2组成，电磁单元位于油箱内，由中间变压器T、补偿电抗器L、阻尼器Z组成，二次绕组端子alx1，a2、x2和af、xf，电容分压器低压端、结合滤波器J及保护间隙F等位于端子箱内。电磁单元中的补偿电抗器L用来补偿电容分压器的容抗，阻尼器Z用来阻尼CVT内部的铁磁谐振。3 220kV母线电容式电压互感器常见故障原因举例分析3.1 电容量出现变化故障实例：某处电网改造工程中将电容式电压互感器接在其支路上，想要用其监测线路是否正常，可是在电网运行过程中二次回路上的电压异常变化，在对其检查中知道该电容式电压互感器型号为TYD220，其

4、电容量分别为：C=7300PF，C1=8077PF，C2=7910PF。经过现场对其进行实际测量出c相二次输出电压是75V，而其他两相二次输出电压是78V，我们可以看出C相电压相对偏低一些，在检查其外部是正常的也没有异音。根据分压原理分析，我们怀疑主要是由分容电压C2增大才导致电容式电压互感器的分压比发生了变化，而部分相互串联的电容元件击穿有可能导致C2的增大。3.2 电磁单元变压器二次端口出现故障实例：在电网线路中的电容式电压互感器出现异常情况，在变压器的二次侧绕组处所发出的保护信号不正常，引起了工作人员的高度注意。在出现故障后，首先工作人员在其运行的状态下分别对三个二次电压烧组进行了输出电

5、压测量，电压输出确认是零，现场检查电容式电压互感器外观正常无异音现象。根据电容式电压互感器工作原理我们知道，在承受系统正常电压的前提下电容式电压互感器能够结合其结构特点，对电容量的变化情况展开分析，确定是否与电压互感器失去电压有关，然后分析得出失去电压的故障可能原因有C2在运行过程中出现短路问题、电磁单元变压器一次侧引线出现断线现象，由于进水导致油箱电磁单元被烧毁或者各分压电容器之间的联结断线引起的。3.3 电磁单元受潮实例：在研究人员对某条电网线路上的电容式电压互感器进行预防性试验时发现短路现象，这时也就代表着电磁单元二次绕组绝缘电阻为零，工作人员对其检查，B点的实验数据都显示正常，这就说明

6、导致电压互感器绝缘电阻为零的主要原因可能是电磁单元绝缘层进水导致短路现象，电磁单元变压器承受的电压较低所以没有发生事故。接下来就对电容分压器进行隔离检查，首先发现的是电容分压器上的螺丝出现松动现象，而且在油箱下方还出现了水渍，电磁变压器有轻微的锈蚀现象，这就证实我们的判断是正确的。针对这种状况进行分析电磁单元受潮的原因主要是电压互感器在出厂安装前没有进行严格的质检程序，电压互感器密封性能不好，容易造成空气的进入，空气受到高温膨胀就会将大部分气体都排除油箱之外。如果空气低温状况时就会引入大量空气进入油箱，造成电气元件受潮。在电压互感器油箱内的气体会随着外界环境的变化发生改变，所以对周围环境的管理

7、至关重要。3.4 其他故障分析除了上述列举的常见故障外，还有一些故障也经常出现，比如：（1）可能由于电容式电压互感器在长途运输过程中，发生过激烈的震动或者碰撞就会导致其铁芯的松动，这就会致使电磁单元发出比较剧烈的声响，情况严重时还会导致油箱温度过高出现发热状况，但互感器二次输出是正常的，这种故障也可能是电磁单元变压器受潮导致匝间短路造成的。解决办法就是对其进行拆解检查并校紧电磁单元铁心上的螺栓，或者及时返厂维修。（2）在电容式电压互感器运行中对于二次输出要求十分严格，在这个过程中禁止短路现象，如果出现短路现象，保护间隙会出现连续火花放电，产生过电压和通过大电流而使电容式电压互感器损。（3）运行

8、中的电容式电压互感器在电网操作或参数发生变化时，也有出现因谐振过电压而损坏的事故，为此一定要在操作时采用一些特殊的方法，对于那些老旧的电容互感器要及时更换。（4）电容式电压互感器一旦渗漏极易导致受潮，影响绝缘性能，试验时会发现介损超标，不能保障正常运行，甚至发生爆炸事故，故对于电磁单元存在渗漏的电容式电压互感器要立即停电进行绝缘检查，如果出现故障要立即更换，定期紧固螺栓、更换密封垫，消除电磁单元的渗漏点。（5）如果有多组电容式电压互感器需要同时安装，电容分压器和电磁变压器可能存放在同一场地，如果施工人员缺乏经验，没有按照厂家调试好的顺序将不同相的电磁变压器和电容分压器安装在一起就会导致二次输出电压的不正常现象出现。4 预防电容式电压互感器出现故障的措施在停电时要将所有电容元件的电容量的测量值进行历史数据比较，如果相差较大就要立即更换检修，制造厂家在制造工件过程中也要加强生产维护，防止电容元件由于受潮导致击穿。工作人员要定期对设备进行检查维修，尤其是长时间投入电网运行的电容式电压互感器，要定期检查内部零件之间的绝缘性能，及时更换绝缘油和密封垫，必须要注意电磁单元箱体的检修与维护，要定期的检查并紧固螺栓。5 结语在电网运行中母线电容式电压互感器出现异常会对电网的安全运行产生很大的影响，尤其是线路全部为双高频保护配置的变电站，如不及时处理可能引